, 다른 종류의 스펙트럼 분석기에 대한 내용은 스펙트럼 문서
참고하십시오.[1]1. 개요
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| LIG넥스원제 스펙트럼 분석기.[2] 군용뿐만 아니라 민간에도 판매된 장비다. |
Spectrum analyzer
스펙트럼 분석기는 신호의 주파수 성분을 분석하고 표시하는 장비다. 주로 무선통신 분야에서 전자기파 신호의 주파수와 그에 대한 전력 세기를 시각적으로 보여주는 목적으로 많이 사용된다. 푸리에 변환을 기반으로 동작하여, 화면에 X축이 주파수, Y축이 신호 세기인 그래프, 즉 신호의 주파수 스펙트럼을 표시한다. 이를 통해 신호의 특성을 파악하거나, 특정 대역의 신호를 검출하거나, 간섭이나 잡음을 분석하는 데 활용된다.
오실로스코프는 시간 영역(초)에서 신호 분석, 스펙트럼 분석기는 주파수 영역(㎐)에서 신호 분석에 특화된 장비인 것에 차이가 있다. 때문에 두 장비는 상호 보완적으로 사용된다.[3]
2. 설명
신호분석의 알파이자 오메가인 기기로 현대의 무선통신의 변조의 해석에 대해서 거의 필수불가결적인 기계이다. 변조된 신호의 변조 방식이나 주파수 대역폭에 대한 분석에는 꼭 필요하며 또한 주파수의 전력 특성에 대한 부분을 아주 잘 보여주기 때문에 방사 효율이나 전자장비의 누설주파수를 찾는데 쓰이거나 전파감시 등에 쓰인다. 도청탐색기로도 쓰인다.[4] 또한 전파천문학에서 전파 관측 데이터를 분광하여 분광선의 강도나 시선속도를 측정하는 용도로도 쓰인다.[5]신호 분석에 있어서 넓은 범위에 대한 푸리에 변환을 해줘야 되기 때문에 엄청난 연산성능이 필요하며 이 때문에 오실로스코프보다 훨씬 비싸다. 특히 대학~기업에서 사용하는 수 GHz를 지원하는 모델은 중형차 한 대 값이고, 연구소용으로만 공급되는 수십 GHz모델은 억대다. 취미 정도라면 10만원 내외로 구할 수 있으나[6] 성능부족으로 무선통신이 취미일 경우에나 간단하게 쓸 수 있을 것이다.[7] 전문 스펙트럼 분석기 수준의 실시간 스펙트럼 확인이 필요한 수준이 아니라면 SDR 장비로 대용해서 사용할수도 있다. 이 경우에는 전문적인 분석과 신호 세기 측정에는 한계가 있지만 단편적인 신호 확인에는 큰 무리가 없고 가격이 매우 저렴하다는 장점이 있다. 범용 PC의 경우에는 연산성능이 높기 때문에 입력만 어떻게 할 수 있으면 메리트가 없지는 않다. 프로그램을 할 줄 안다면 아예 GPU 가속을 시키는 것도 가능하다.
무선설비기사에서 이 분석기를 다루는 작업형 시험이 존재한다.
오디오 기기나 미디어 플레이어의 다양한 시각화 기능[8] 들이 아주 기초적인 스펙트럼 아날라이저의 형태이다.
[1] 빛 스펙트럼을 분석하는 기기를 찾는 것이라면 스펙트로미터(혹은 분광계, 분광기)로 찾아야 된다.[2] 전신인 넥스원 퓨처 시절에 제작된 물건이라 넥스원 퓨처라고 되어있는데 LIG넥스원 에서도 자사제품으로 인정하고 있어서 실제로 넥스원에 전화해서 해당 제품에 대해 문의할 경우 친절하게 답해준다.[3] 다만 최근에는 FFT 기능을 탑재한 오실로스코프도 나오고 있다.[4] 전파감시에 쓰인다는 점을 이용해 가끔씩 무선통신형 도청장비를 찾아내는데 쓰이곤 한다.[5] 전파천문학에서는 이 장비를 분광기라고 부르는 경우가 많다. 원리는 전혀 다르지만, 결국 가시광 관측에서 분광을 통해 얻는 데이터와 같은 형태의 데이터를 얻는 데 사용하는 장치이기 때문. 전파 영역에서 관측 대상이 되는 분광선은 대개 분자의 회전 에너지나 진동 에너지 준위가 천이할 때 나오는 분자선이며, 대표적으로 일산화탄소 분자가 내는 230 GHz 선이 있다.[6] 1GHz 이하에서 오픈소스 제품으로 유명한 TinySA등이 6만원 대에서 구매가 가능하며 스탠드얼론형이 아닌 PC연결 형이라면 그냥 2만원짜리 RTL-SDR정도만 해도 쓸만한 성능을 보여준다.[7] 만약 고급 무전기를 구매했다면 무전기 자체에 통신 범위 내에 대해서 통신 주파수를 보여주는 스펙트럼 분석능력을 가진 경우가 있긴 하다.[8] 음파의 주파수에 맞추어 막대기들이 춤을 춘다던지, 원이 찌그러진다던지 등